DE10160943A1

DE10160943A1 - Verfahren zum Verstellen eines Windabweisers an einer Fahrzeugdachöffnung und Vorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE10160943A1
Application number: DE2001160943
Authority: DE
Inventors: Marten Wittorf
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-06-18

Abstract

Um niederfrequente Druckschwankungen (Wummern) im Fahrgastraum eines Fahrzeuges bei einer Fahrt mit geöffnetem Fahrzeugdach (1) zu reduzieren oder ganz zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass ein Windabweiser (5) verstellbar ausgeführt ist, wobei unter Berücksichtigung aller relevanter Daten ein optimaler Anstellwinkel für diesen Windabweiser (5) ermittelt wird. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Druck und daraus resultierend die Druckschwankung im Fahrgastraum ermittelt werden und diese im Sinne eines Regelkreises bei der Bestimmung des Anstellwinkels des Windabweiser (5) Berücksichtigung finden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verstellen eines Windabweisers an einer Fahrzeugdachöffnung, um niederfrequente Druckschwankungen im Fahrgastraum bei der Fahrt mit geöffnetem Dach zu reduzieren oder ganz zu vermeiden.

Fahrzeuge werden häufig mit verschließbaren Fahrzeugdachöffnungen versehen. Dadurch kann bei sommerlichen Temperaturen das Dach geöffnet werden, so dass der Fahrtwind zum Teil in den Fahrgastraum geleitet wird und für eine Erfrischung der Fahrzeuginsassen sorgt. Diese Fahrzeugdachöffnungen sind mit Windabweisern versehen, die bei geöffnetem Dach in den Fahrtwind geklappt werden. Mit diesen soll vermieden werden, dass der Fahrtwind übermäßig in den Fahrgastraum hineindrückt. Diese Windabweiser haben allerdings den Nachteil, dass Fahrtwindgeräusche entstehen. Außerdem zeigt sich, dass bei bestimmten Fahrgeschwindigkeiten in Bezug zur Größe der Dachöffnung niederfrequente Druckschwankungen im Fahrgastraum auftreten, die auch als "Wummern" bezeichnet werden.

In der DE 197 06 673 C2 wurde daher schon vorgeschlagen, den Öffnungsquerschnitt der Fahrzeugdachöffnung automatisch zu verkleinern, indem eine eigensteife Abdeckung in den Eckbereich der Dachöffnung eingeschoben wird. In ihrer Nichtgebrauchsstellung liegt diese Abdeckung unter dem Fahrzeugdach und schränkt dadurch die Kopffreiheit im Fahrgastraum ein.

In der DE 195 20 752 ist ein im Querschnitt elliptischer Windabweiser um eine Längsachse rotierend gelagert. Ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit wird die Rotation freigegeben, so dass die Höhe, mit der der Windabweiser über die Dachöffnung hinausragt, sich periodisch ändert. Nachteilig bei dieser Anordnung ist es, dass der Windabweiser keineswegs eine Rotationsgeschwindigkeit einnimmt, bei der ein Wummern deutlich vermindert wird.

Die Erfindung beruht somit auf dem Problem, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, unter Berücksichtigung aller Parameter eine optimale Lage des Windabweisers im Hinblick auf die Reduzierung von niederfrequenten Druckschwankungen einzustellen.

Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor, bei dem mittels eines Sensors eine auf solche Druckschwankungen hinweisende Größe erfasst wird und bei dem aufgrund des Sensorsignals der Windabweiser so eingestellt wird, dass die Druckschwankungen möglichst klein sind.

Es wird somit ein Regelkreis geschaffen, bei dem der Druck im Fahrgastraum direkt oder indirekt gemessen wird und der Windabweiser so eingestellt wird, dass die Druckschwankungen möglichst gering sind. Durch diese direkte Verknüpfung der Lage des Windabweisers mit den Druckverhältnissen im Fahrgastraum lässt sich stets eine optimale Lage des Windabweisers ermitteln.

Damit die optimale Einstellung möglichst rasch erreicht wird, kann es sinnvoll sein, zunächst eine Lage des Windabweisers zu berechnen, indem weitere, den Zustand des Fahrzeuges beschreibende Größen in ein rechnerisches Fahrzeugmodell einfließen. Auf diese Weise wird zunächst ein Startwert für den Regelkreis geschaffen. Diese Größen sind insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit sowie die Größe und Lage von geöffneten Fenstern bzw. Türen und der Dachöffnung selbst. Aber auch die Einstellung einer Klima- oder Heizanlage kann von Bedeutung sein, denn dadurch bestimmt sich die Zufuhr von Luft in den Fahrgastraum und deren Temperatur.

Um zu vermeiden, dass zwar das Wummern unterbunden wird, sich aber gleichzeitig Verhältnisse einstellen, die für den Fahrer unangenehm sind, z. B. eine zu hohe Luftzufuhr oder eine zu starke Abkühlung der Luft im Fahrgastraum, können dem Regelkreis zur Minimierung der Druckschwankungen weitere Regelkreise zur Optimierung des Luftdurchsatzes und der Innenraumtemperatur überlagert sein.

Was in dieser Hinsicht als optimal empfunden wird, hängt stark von den Wünschen der Fahrzeuginsassen ab. Insofern wird für diese Regelparameter eine manuelle Einstellbarkeit vorgesehen.

Um das Rechenverfahren zur Bestimmung der optimalen Lage des Windabweisers zu beschleunigen, kann vorgesehen werden, Einstellungen des Windabweisers in Bezug auf die Parameter, die den Fahrzeugzustand beschreiben, abzuspeichern und die so gewonnenen Datensatz als Schablone zur Verfügung zu stellen: D. h. wenn dieselben Fahrzeugzustandsparameter wieder auftauchen, ist ein optimaler Wert für die Einstellung des Windabweisers schon vorhanden, der lediglich aus einem Speicher abgelesen werden muss. Das System kann somit selbstlernend ausgestaltet sein.

Die Lage des Windabweisers kann in vielfältiger Weise definiert sein. Es kann daran gedacht werden, den Windabweiser als Ganzes vertikal oder horizontal zu verschieben. Die einfachste Methode, den gewünschten Effekt zu erreichen, besteht aber darin, den Windabweiser um eine Fahrzeugquerachse verschwenkbar aus der Dachöffnung herauszuklappen, wobei die Frontfläche des Windabweisers einen Anstellwinkel einnimmt. Die eben beschriebene Regelung nimmt in diesem Fall unmittelbar Einfluss auf den Anstellwinkel.

Um eine Größe zu erhalten, mit der die Druckschwankung im Fahrgastraum ermittelt werden kann, kann ein Drucksensor im Fahrgastraum selbstvorgesehen werden. Man kann die Messung aber auch dort vornehmen, wo die Druckschwankung am Stärksten ausgeprägt sind, so dass ein unempfindlicheres Messsystem eingesetzt werden kann. Dies trifft z. B. für die Außenseite des Fahrzeuges in der Nähe der Dachöffnung zu. Zwar ist hier die Amplitude der Druckschwankung nicht unbedingt identisch mit der im Fahrgastraum. Dies ist für die Regelung aber nicht entscheidend, da es im Wesentlichen auf eine Reduzierung der Druckschwankung ankommt und nicht auf eine absolute Festlegung. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die auf den Windabweiser wirkende Kraft zu ermitteln. Dies kann z. B. mit wenig Platz einnehmenden Piezoelementen an den den Windabweiser abstützenden Streben erfolgen.

Des weiteren können die Druckschwankungen auch rein rechnerisch aufgrund von Fahrzeugparametern mit Hilfe eines Rechenmodells ermittelt werden, das die Luftbewegung um das Fahrzeug und im Fahrgastraum nachbildet.

Dieses Rechenmodell stellt dann im Sinne der Erfindung einen Sensor dar.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese besteht aus einem verstellbaren Windabweiser an einer Dachöffnung, einem Sensor, der eine auf Druckschwankungen hinweisende Größe erfasst, und einer Steuerung für einen den Windabweiser verstellenden Motor, wobei die Steuerung mit dem Sensor verbunden und in der Lage ist, aufgrund der Sensorsignale eine Lage des Windabweisers zu ermitteln und einzustellen, in der die niederfrequenten Druckschwankungen minimiert sind.

Der Windabweiser ist dabei vorzugsweise so eingerichtet und gelagert, dass er um eine Querachse verschwenkbar ist und unterschiedliche Anstellwinkel einnehmen kann.

Um die Erfindung näher zu verdeutlichen, wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel näher dargestellt. Dazu zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Dachöffnung eines Fahrzeuges,
Fig. 2 ein Regelkreis zur Bestimmung des idealen Anstellwinkels.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Dach 1 eines Fahrzeuges. Dieses weist eine Dachöffnung 2 auf, die von einer Platte 3 verschließbar ist.
In der Darstellung der Fig. 1 ist die Platte 3 nach hinten unterhalb des Daches 1 zurückversetzt, so dass die Dachöffnung 2 freigegeben ist. Mit einem Pfeil ist eine typische Luftströmung 4 über dem Dach 1 angedeutet. Durch einen Windabweiser 5 ergeben sich leichte Wirbel 6, so dass - je nachdem wie steil der Windabweiser 5 gestellt ist - ein Teil der Luft in der Luftströmung 4 in den Fahrgastraum gelangt und dort für eine Erfrischung der Fahrgäste sorgt.
Um den Windabweiser 5 verstellen zu können, ist ein Motor 7 vorgesehen, der unterhalb des Daches 1 aber auch innerhalb eines die Dachöffnung 2 einfassenden Rahmens angeordnet sein kann. Der Motor 7 ist über ein hier nur schematisch angedeutetes Getriebe 8 mit dem Windabweiser 5 verbunden, der um eine Querachse 9 verschwenkbar ist und daher aus der Dachöffnung 2 heraus nach oben verschwenkt werden kann.
Der Motor 7 wird von einer Steuerung 10 betrieben. Diese Steuerung 10 ist mit Drucksensoren 11, 12 verbunden, die entweder den Druck an der Außenseite in der Nähe der Dachöffnung 2 (Drucksensor 11) oder den Druck im Fahrgastraum (Drucksensor 12) messen.
Die elektronische Steuerung 10 erhält, was in der folgenden Figur näher beschrieben werden soll, weitere Informationen über den Fahrzeugzustand.
Fig. 2 zeigt einen einfachen Regelkreis, bei dem aus dem Fahrzeugzustand und Messwerten, repräsentiert durch einen Datensatz 15, ein Anstellwinkel errechnet wird (Rechenprogramm 16), der durch eine entsprechende Ansteuerung des Motors (Steuerung 10) dann eingestellt wird. Dabei werden laufend die Druckschwankungen im Fahrgastraum gemessen. Der Anstellwinkel wird durch einen Vergleich von Ist- und Sollwerten im Vergleicher 17 dabei so lange verändert, bis die Druckschwankungen minimal sind oder gänzlich verschwinden.
Um den Fahrzeugzustand möglichst vollständig erfassen zu können, wird insbesondere der Öffnungszustand des Schiebedaches, die Fahrgeschwindigkeit, der Öffnungsgrad von weiteren Fenstern oder Türen im Fahrzeug ermittelt sowie die Einstellung der Klimaanlage berücksichtigt. Außerdem werden Fahrereingaben berücksichtigt, die die Wünsche hinsichtlich der Luftbewegung im Fahrgastraum und die dort herrschende Temperatur betreffen.
Aus dem Öffnungszustand des Schiebedaches und der Fahrgeschwindigkeit wird unter Berücksichtigung eines Rechenmodells der Anstellwinkel ermittelt. Dabei werden ggf. noch weitere Messgrößen, wie Temperaturen und Luftdurchsatz im Fahrgastraum, einbezogen. Eine Korrektur dieses Anstellwinkels erfolgt über die weiteren Fahrzeugzustandsdaten. Des weiteren ist vorgesehen, dass der Fahrer auch unmittelbar Einfluss nehmen kann auf den Anstellwinkel des Windabweisers, um eine als nicht optimal empfundene Einstellung im eigenen Sinn zu beeinflussen. Bezugszeichenliste 1 Dach
2 Dachöffnung
3 Platte
4 Luftströmung
5 Windabweiser
6 Wirbel
7 Motor
8 Getriebe
9 Querachse
10 Steuerung
11 Drucksensor
12 Drucksensor
13 -
14 -
15 Datensatz
16 Programm
17 Vergleicher

Claims

1. Verfahren zum Verstellen eines Windabweisers (5) an einer Dachöffnung (2), um niederfrequente Druckschwankungen im Fahrgastraum bei der Fahrt mit geöffnetem Dach zu reduzieren oder ganz zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Drucksensors (11, 12) ein auf solche Druckschwankungen hinweisende Größe erfasst wird und dass aufgrund des Sensorsignals der Windabweiser (5) so eingestellt wird, dass die Druckschwankungen möglichst klein sind.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Lage des Windabweisers (5), weitere den Zustand des Fahrzeuges beschreibende Größen Berücksichtigung finden, wobei zur Bestimmung der Lage des Windabweisers (5) ein rechnerisches Fahrzeugmodell benutzt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Regelkreis zur Minimierung der Druckschwankungen weitere Regelkreise zur Optimierung des Luftdurchsatzes und der Innenraumtemperatur überlagert sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der erfassten Größen zur Lage des Windabweisers (5) gespeichert werden und als Schablone für die Lage des Windabweisers (5) fungieren.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Windabweiser (5) um eine Querachse (9) verschwenkbar aus der Dachöffnung (2) herausklappbar ist, bei dem die Frontfläche des Windabweisers (5) einen Anstellwinkel einnimmt, und dass seine Lage durch den Anstellwinkel definiert ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Fahrgastraum mittels eines im Fahrgastraum angeordneten Drucksensors (11) erfasst wird und aus den gewonnenen Druckwerten die Druckschwankungen im Fahrgastraum ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck an der Außenseite des Daches in der Nähe der Dachöffnung (2) mittels eines dort angebrachten Drucksensors (12) erfasst wird und aus den gewonnenen Druckwerten die Druckschwankungen im Fahrgastraum ermittelt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Windabweiser (5) wirkende Kraft ermittelt wird und daraus die Druckschwankungen im Fahrgastraum abgeleitet werden.

9. Vorrichtung, um niederfrequente Druckschwankungen im Fahrgastraum bei der Fahrt mit geöffnetem Dach zu reduzieren oder ganz zu vermeiden, mit einem verstellbaren Windabweiser (5) an einer Dachöffnung (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (11, 12), der eine auf solche Druckschwankungen hinweisende Größe erfasst, und eine Steuerung (10) für einen den Windabweiser (5) verstellenden Motor (7) vorgesehen ist, wobei die Steuerung (10) mit dem Drucksensor (11, 12) verbunden und in der Lage ist, aufgrund der Sensorsignale eine Lage des Windabweisers zu ermitteln und einzustellen, in der die niederfrequenten Druckschwankungen minimiert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Windabweiser (5) um eine quer zum Fahrzeug verlaufende Querachse (9) verschwenkbar gelagert ist und derart mit dem Motor (7) gekoppelt ist, dass der Windabweiser (5) durch eine entsprechende Ansteuerung des Motors (7) unterschiedliche Anstellwinkel einnimmt.